作业帮氢原子基态的轨道半径为0.53×10-10 m,基态能量为-13.6eV,将该原子置于静电场中使其电离,静电场场强大小至少为多少?静电场提供的能量至少为多少
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/05/01 15:44:02
氢原子基态的轨道半径为0.53×10-10 m,基态能量为-13.6eV,将该原子置于静电场中使其电离,静电场场强大小至少为多少?静电场提供的能量至少为多少
氢原子基态的轨道半径为0.53×10-10 m,基态能量为-13.6eV,将该原子置于静电场中使其电离,静电场场强大小至少为多少?静电场提供的能量至少为多少
氢原子基态的轨道半径为0.53×10-10 m,基态能量为-13.6eV,将该原子置于静电场中使其电离,静电场场强大小至少为多少?静电场提供的能量至少为多少
这应该是一道 原理简单+计算麻烦的 电磁学题目.
电磁学题目的难点 在于 和物理单位以及物理常数有关的烦琐计算.
基态氢原子中 电子与核之间存在相互吸引的库仑力
F = K * e^2/r^2
因此外界电场E所提供的力 Eq (q=e) 必须至少为F.(E代表电场强度）
Ee = K * e^2/r^2
E = K * e/r^2
其中
e = 1.602 × 10^(-19) 库仑
r = 0.53 × 10^(-10) 米
K = 1/(4πε)
而 π = 3.1415926……,介电常数 ε = 8.85 × 10^(-12) 库仑^2/(牛顿 米^2)
可以首先计算出
K = 8.99 × 10^9 牛顿 米^2/库仑^2
E = K * e/r^2
= 8.99 × 10^9 牛顿 米^2/库仑^2 × 1.602 × 10^(-19)库仑 /[0.53 × 10^(-10) 米]^2
= 5.14 × 10^11 牛顿/库仑
关于 静电场提供的能量至少为多少,这一问 没有烦琐的计算,直接根据对题目的理解 来回答就可以了.首先 题目中的 基态能量的含义 是指 以 无穷远处为势能零点时,处在第一玻尔轨道上的电子所具有的能量（其中包括动能和势能）.要使 电子电离,即使电子脱离核的束缚而到达无穷远.在无穷远处电子的势能为0,而动能至少为0.
（上述分析解题时候不需要写）
电场所提供的能量
T = T(r=∞） - T(r=r0) = 0 - (-13.6 eV) = 13.6 eV
(能量单位选为 eV 就可以了.如果你实在喜欢用焦耳的话,那么
13.6 eV = 13.6 × 1.602 ×10^(-19) 焦尔 = 2.18 × 10^(-18) 焦耳）
一样的算法 E=U/D
http://210.72.9.5:8080/uploadfiles/htm/2005/7/20/100947.htm